Industry Newsletter Power Generation 21€¦ · Equipment, GB / T 12145-2008) veröffent-licht und...

Intelligenter Sensorsorgt für eine kontinuierliche TOC-MessungEines der größten Stromerzeugungsunternehmen in China war auf der

Suche nach einer Lösung für die Echtzeitüberwachung von TOC in seinem

Zusatz-Speisewasser und Kraftwerkschemie-Proben. Um die Zuverläs-

sigkeit der Messungen sicherzustellen, entschied man sich für den

5000TOCi-Sensor von METTLER TOLEDO Thornton.

AnlagenhintergrundDas Jiaxing-Kraftwerk ist eine große Wär-mekraftanlage in der chinesischen Pro-vinz Zhejiang mit acht Betriebseinheiten und einer installierten Kapazität von 5 000 MW. Der Betreiber ist die Zheneng-Gruppe und es handelt sich um ihre größ-te Stromerzeugungsanlage. Das Jiaxing-Kraftwerk gilt im Vergleich zu anderen Kohlekraftwerken seit Jahren insbesonde-re in Bezug auf das hohe Maß an Produk-tionssicherheit, den effizienten Betrieb und die Technologie als vorbildlich.

Die TOC-Überwachung ist von entscheidender BedeutungDie Steuerung des organischen Gehalts im Wasser- bzw. Dampfkreislauf ist für den sicheren und effizienten Betrieb eines Kraftwerks von großer Bedeutung. So gel-

ten in der Kraftwerkschemie überall auf der Welt für Wärmekraftanlagen mit hochleistungsfähigen Hochtemperatur- bzw. Hochdruckgeneratoren strenge Spe-zifikationen für die Dampfqualität in Be-zug auf den Gesamtgehalt organischen Kohlenstoffs (TOC). China hat das Quali-tätskriterium für Wasser und Dampf in Kraftwerksblöcken und Dampfkraftanla-gen (Quality Criterion of Water and Steam for Generating Unit and Steam Power Equipment, GB / T 12145-2008) veröffent-licht und auch die Anforderungen für den TOC-Gehalt im Zusatz-Speisewasser ver-schärft. Siehe folgende Tabelle:

Es sind also genaue Messungen erforder-lich, um die Einhaltung der Leitlinien und gesetzlichen Vorschriften der Industrie bestätigen zu können. Diese TOC-Grenz-

21NewsTHORNTONLeading Pure Water Analytics

Power GenerationPerspektiven in der Reinstwasseranalytik

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werte sind der Maßstab für Speisewasser und Dampf im eigentlichen Anlagenbe-trieb, mit dem die Sicherheit der Turbinen gewährleistet wird. Organische Verbin-dungen aus Speise- und Zusatz-Speise-wasser gelangen unter erhöhten Tempera-tur- und Druckbedingungen in den Kessel. Bei der Zersetzung organischer Substan-zen bei hohen Temperaturen entstehen dann organische Säuren, die dann wiede-rum in einem Gemisch mit Kohlendioxid den pH-Wert des Wassers senken, was zu verstärkter Korrosion oder zusätzlichem Chemikalienverbrauch führt, um die Säu-ren zu neutralisieren. Die Anionen dieser Verbindungen führen darüber hinaus zu erhöhten Messwerten für die Kationenleit-fähigkeit und können so sowohl das Vor-handensein weiterer korrosiver Materiali-en verschleiern als auch die Einhaltung der Grenzwerte für die Kationenleitfähig-keit erschweren.

VerunreinigungsquellenNormalerweise ist die Zusatz-Speisewas-serversorgung die größte Quelle organi-scher Verbindungen. Wenn diese nicht durch das Aufbereitungssystem entfernt werden, können sie in den Dampf- / Was-serkreislauf eindringen. Manchmal kön-

nen organische Verbindungen auch selbst durch beschädigtes Ionenaustauscher-harz in den Zusatz-Speisewasserfluss ge-langen. Obwohl organische Verbindungen durch Anionenharz in einem guten Zu-stand entfernt werden, kann es dennoch passieren, dass das Harz durch die orga-nischen Verbindungen verfault und da-durch seine Effizienz beeinträchtigt wird. Am Ende muss das Harz gereinigt oder ersetzt werden. Durch die Erkennung und Beseitigung organischer Verunreinigun-

gen können die Betriebskosten von Aufbe-reitungssystemen für Speisewasser ge-senkt werden.

Die Entscheidung für einen 5000TOCi-SensorNachdem die Vorteile einer kontinuierli-chen, online TOC-Analyse in Echtzeit er-kannt wurden, entschied man sich dafür, im Jiaxing-Kraftwerk den Sensor 5000TOCi zur Bestimmung des Gesamt-gehalts organischen Kohlenstoffs (TOC)

Standard-Spezifikation Speisewasser: TOC (ppbC) Zusatz-Speisewasser: TOC (ppbC)DL / T 912-2005 ≤ 200GB / T 12145-2008 ≤ 200 ≤ 200VGB-S-010-T-00 (VGB-R450L) ≤ 100

Anforderungen an Speisewasser

Abbildung 2: Die moderne ISM-Diagnosetechnik mit Anzeigefunktion für Kalib-rierung, Wartung und Austausch von Ersatzteilen

Abbildung 1: Spitzenwerte, Durchschnittswerte, und Echtzeitwerte können mit dem 5000TOCi gemessen werden

HerausgeberMettler-Toledo AG

Process Analytics

Im Hackacker 15

CH-8902 Urdorf

Schweiz

BilderMettler-Toledo AG

Technische Änderungen vorbehalten.

© Mettler-Toledo AG 01 / 14.

Gedruckt in der Schweiz.

METTLER TOLEDO Power Generation News 21 3

Dokumentation und Inbetriebnahme zu ermöglichen. Die Funktion der voraus-schauenden Wartung zeigt notwendige Wartungsarbeiten an, die dementspre-chend geplant werden können. Dadurch werden Zeit und Geld gespart. Der 5000TOCi sendet ein stabiles Digitalsignal ohne Beeinträchtigung der Messgenauig-keit an den Transmitter. Durch die konti-nuierliche Online-Analyse wird eine schnelle Anzeige von Veränderungen im TOC-Gehalt mit einer Ansprechzeit von nur einer Minute sichergestellt.

Flexibler TransmitterDer dazugehörige Transmitter M800 ver-fügt über einen Farb-Touchscreen, auf dem alle Messparameter angezeigt wer-den: Leitfähigkeit und Temperatur sowie TOC. Für eine effizientere Datenauswer-tung können darüber hinaus auch Anzei-gen von Trends sowie zeitlich gemittelte und Spitzenwerte abgerufen werden. In seiner Eigenschaft als Mehrkanal- bzw. Multiparameter-Gerät können über den M800 bis zu vier prozessanalytische Sen-soren in jeder Kombination (Leitfähigkeit,

pH-Wert, Redox, gelöster Sauerstoff, TOC) angezeigt und er liefert die entsprechen-den Ausgangssignale.

Die Vorteile des Systems aus 5000TOCi und M800:• Die kontinuierliche, schnelle Online-

Erkennung in Echtzeit verschafft ein tatsächliches Bild des TOC-Gehalts im Speisewasser, Zusatz-Speisewasser und Dampf.

• Durch die halbautomatische Kalibrie-rung werden genaue Ergebnisse si-chergestellt und damit die Zuverlässig-keit des Geräts verbessert.

• Die automatische Durchflussregelung verhindert Druckschwankungen im System und sorgt so für eine größere Zuverlässigkeit der TOC-Analysen.

• Mit der iMonitor-Software liefert der M800-Transmitter Sensordiagnoseda-ten und den Zustand für die War-tungsplanung auf einen Blick.

• Vielseitigkeit durch Multiparameter- bzw. Mehrkanal-Funktion für die Ana-lyse von TOC und anderen kritischen Prozessparametern.

c www.mt.com/toc

von METTLER TOLEDO Thornton und den Transmitter M800 zu installieren. Ein für die Ausrüstung des Kraftwerks zuständiger Techniker stellte daraufhin fest: «Der TOC-Sensor von METTLER TOLEDO kann nicht mit ähnlichen Geräten verglichen werden. Das Messen mit dem 5000TOCi ist genau, stabil, bequem und wartungsarm zusätzlich handelt es sich dabei in der Tat um ein sehr gutes industrielles Analysege-rät, das für Wasser- / Dampfmessungen in Kraftwerksanlagen ideal geeignet ist.»

Intelligent Sensor ManagementDer 5000TOCi-Sensor sorgt für eine kon-tinuierliche, schnelle und zuverlässige Überwachung des TOC-Gehalts im Zusatz-Speisewasser und im Dampf des Kraft-werks. Er ist mit der Intelligent Sensor Management (ISM®)-Technologie ausge-stattet, durch die seine Leistung gesteigert, Installation und Betrieb vereinfacht und eine vorausschauende Wartung ermög-licht werden. Mit den ISM-Funktionen können unter anderem alle Kalibrier- und Identifizierungsdaten direkt im Sensor gespeichert werden, um so eine einfachere

5000TOCi Sensor M800 Transmitter


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sung Turbinenschutz

durch wartungsarme Natrium- & Kieselsäure- Analyzer Um Turbinen vor Korrosion und Belagsbildung zu schützen, müssen Natrium und Kieselsäure in Kraftwerken

auf einem äußerst geringen Niveau gehalten werden. Die Erkennung von Verunreinigungen in niedrigen ppb-

Bereichen erfordert eine extrem leistungsfähige Ausrüstung: Natrium- und Kieselsäure-Analyzer von METTLER

TOLEDO kombinieren Genauigkeit und Zuverlässigkeit mit geringem Wartungsbedarf.

Die Verringerung von Stillstandzeiten zur Behebung von Korrosion und zur Entfer-nung von Ablagerungen in Turbinen und Leitungen, ist ein ausschlaggebender Fak-tor für die Effizienz der Kraft-Wärme-Kopplung. Daher kontrolliert das Unter-nehmen die Wasser- und Dampfkonden-satqualität ständig. In einer der Anlagen, die sich im Bundesstaat São Paulo befin-det, werden Natrium und Kieselsäure strengstens überwacht, um so einen Indi-kator für die Wasserreinheit zu haben.

Folgen einer Natrium- und Kiesel-säureverunreinigungAuch geringste Anteile an Natrium im Dampfkreislauf führen zu einer hohen Natriumkonzentration im Kondensat, das sich dann auf den Niederdruckschaufeln der Turbine oder in Spalten anderer Kom-ponenten ansammelt. Zu den weiteren Problembereichen zählt das Einbrennen von Lauge in Kesselrohren sowie auch die Kühlwasserbereitstellung. Hier trägt Natrium zu Leckagen im Kondensator bei.

Kieselsäure verflüchtigt sich mit dem Dampf und bildet Ablagerungen auf den Schaufeln in Hochdruckturbinen. Selbst dünnste Ablagerungen beeinträchtigen die Kapazitäten, verringern die Leistungen und können Unwucht hervorrufen. Kiesel-säure lagert sich außerdem auch auf den Oberflächen von Wärmetauschern ab und reduziert den Wärmewirkungsgrad in an-deren Teilen der Anlage.

Natrium kann zwar über die Leitfähigkeit nachgewiesen werden, jedoch nicht mit der erforderlichen Empfindlichkeit, die zur Überwachung von Leckagen im Kon-densator notwendig ist (ein Anstieg der Natriumkonzentration von 0,2 ppb würde nur zu einem Anstieg der Leitfähigkeit von 0,001 μS/cm führen). Die Leitfähigkeit von Kieselsäure ist verschwindend gering und ist nicht zuverlässig über Leitfähigkeits-messungen erfassbar. Daher sind für ver-lässliche Natrium- und Kieselsäuremes-

Brasilianisches Unternehmen mit KWK-AnlageDie wirtschaftliche Entwicklung in Brasi-lien führt zu einem stetig steigenden Be-darf an Energie und Brennstoffen. Ein Teil dieses Bedarfs wird von einem führenden Zuckerproduzenten gedeckt. Er nutzt ei-nen Teil seiner Ernte zur Produktion von jährlich 2 Mrd. Litern Ethanol und speist somit durch Kraft-Wärme-Kopplung 1,5 Mio. MWh in das Stromnetz des Landes ein.

Kieselsäure-Analyzer 2800Si Natrium-Analyzer 2300Na


sungen in geringen ppb-Bereichen hoch-spezialisierte Geräte erforderlich.

Fortschrittliche Natrium- und Kieselsäure-AnalyzerDer Natrium-Analyzer 2300Na und der Kieselsäure-Analyzer 2800Si von METTLER TOLEDO bieten eine Kombina-tion aus bewährter Technologie und inno-

vativem Design, um die Wasserreinheit in Kraftwerkschemieanwendungen kontinu-ierlich zu garantieren.

Der 2300Na-Analyzer bestimmt den Nat-riumgehalt, indem er zunächst die Probe aufbereitet, um Störungen durch Wasser-stoffionen zu vermeiden. Dies geschieht durch eine Steuerung des Eingangsflusses sowie des pH-Werts. Daraufhin verwendet er einen ionenselektiven Natriumsensor, um eine ganz genaue Bestimmung des Natriumgehalts durchzuführen.

Der Analyzer hat einen extrem breiten Messbereich von 0,001 bis 100 000 ppb und bietet eine schnelle Wiederholfrequenz von einer Messung pro Sekunde. Die voll-automatische Kalibrierung stellt einen zuverlässigen Betrieb sicher und dadurch wird wertvolle Arbeitszeit gespart. Prakti-sche Stichprobenmessungen von weiteren Proben aus anderen Bereichen der Anlage sind ebenfalls möglich.

Der 2800Si-Analyzer setzt zur Bestim-mung von Kieselsäure die kolorimetrische Methode ein. Das bedeutet, dass nach ei-ner Reagenszufuhr der Farbwechsel der Probe gemessen wird. Der Analyzer bietet Funktionen, wie die automatische Null-stellung vor jeder Messung und automati-sche Probenaufbereitung sowie Kalibrie-rung. Ähnlich wie der 2300Na ermöglicht auch der 2800Si Messungen im laufenden Prozess oder von Proben, die an anderen Stellen entnommen wurden.

Übereinstimmung der Online-Ana-lyzer mit den LabormessungenDie Betreiber des Werks waren beeindruckt von den Analyzern und installierten zu-nächst jeweils ein Exemplar in ihrem La-bor und verglichen über einen bestimmten Zeitraum die Ergebnisse der Analyzer mit denen der Laborausrüstung. Beide Analy-zer zeigten eine exzellente Übereinstim-mung mit den Laborergebnissen.

Nach einer weiteren sechzigtägigen Test-phase der Analyzer unter realen Anlagen-bedingungen hatten die Anlagentechniker vollstes Vertrauen in deren Ergebnisse und forderten keine Sekundärlabormessungen des Natrium- und Kieselsäuregehalts mehr an.

Genau und zuverlässigGanz besonders beeindruckt ist unser Kunde von der Messgenauigkeit des Ana-lyzers und er zeigt sich mehr als zufrieden mit ihrem geringen Wartungsbedarf, der die Techniker von routinemäßigen War-tungsarbeiten entbindet. Die Empfind-lichkeit und Zuverlässigkeit der 2300Na- und 2800Si-Analyzer sorgen dafür, dass ihre Turbinen der Anlage stets optimal geschützt sind.

Wenn auch Sie Ihre Turbinen schützen möchten, besuchen Sie unsere Website:c www.mt.com/Thornton-sodiumc www.mt.com/Thornton-silica

Natrium-Analyzer 2300Na

• Vollautomatische, unbeaufsichtigte Kalibrierung

sorgt für einen zuverlässigen Betrieb und spart

Zeit

• Zuverlässige einheitliche Messergebnisse durch

pH-Prüfung der Reagenszufuhr

• Vier analoge Ausgänge für Natrium, eingestell-

ten pH und Temperatur mit wahlweiser

Skalierung zur lückenlosen Integration in die

Datenerfassung oder Leitsysteme

Kieselsäure-Analyzer 2800Si

• Vollautomatische unbeaufsichtigte Kalibrierung

sorgt für hervorragende Reproduzierbarkeit und

spart Arbeitszeit

• Automatische Nullpunktjustierung bei jeder

Messung stellt die Messstabilität sicher

• Große Reagensbehälter für lange Betriebszeit

erfordern weniger Wartungsaufwand


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eme Die Wasserreinheit sichern

bei Entmineralisierungs- und UmkehrosmoseprozessenUm sicherzustellen, dass Verunreinigungen aus dem Zusatzspeisewasser entfernt werden,

bedarf es hochempfindlicher und schnell ansprechender Echtzeitsensoren. Zuverlässige

Messungen und beispiellose Benutzerfreundlichkeit haben ein Kraftwerk in den USA davon

überzeugt, sich für Lösungen von METTLER TOLEDO Thornton zu entscheiden.

Umkehrosmoseanlagen sind üblicherwei-se den Entmineralisierungsanlagen vor-gelagert, da sie Speisewasser in einer hö-heren Qualität erzeugen, wodurch die Effizienz der Ionenaustauscher gesteigert wird. Sowohl bei der Entmineralisierung als auch bei der Umkehrosmose ist die Überwachung von pH-Wert und Leitfähig-keit entscheidend für die Prozesssteue-rung.

US-EnergieunternehmenEin großes US-amerikanisches Elektrizi-täts- und Erdgasunternehmen aus dem Mittleren Westen versorgt drei Millionen Stromkunden und eine Million Erdgas-kunden mit einem umfassenden Angebot an energiebezogenen Produkten und Dienstleistungen. Für den Einbau neuer Umkehrosmose- und Entmineralisie-rungssysteme in ihrem Werk wurde ein renommierter kanadischer Anbieter aus-gewählt.

Der Wassersystemanbieter und das Ener-gieunternehmen hatten zunächst verein-bart, pH- und Leitfähigkeitsüberwa-chungssysteme eines anderen Zulieferers für die neue Anlage zu verwenden. Der kanadische Anbieter war jedoch auch am Intelligent Sensor Management (ISM®) von METTLER TOLEDO interessiert und organisierte eine Vorführung für sich und Vertreter des Kraftwerks, um Informatio-nen über die Vorzüge dieser Technologie zu erhalten.

Echtzeitsensoren mit einfacherer Bedienung und KalibrierungDie einfache Installation, Konfiguration und Kalibrierung des Sensors wurden von allen Entscheidungsträgern als sehr vor-teilhaft angesehen. Der Wassersysteman-bieter und die Verantwortlichen des Ener-giekonzerns waren auch von dem innova-tiven ISM-Konzept und den vielen Funkti-onen beeindruckt, durch die die Wasserü-berwachung verbessert und gleichzeitig der Wartungsaufwand verringert wird. Insbesondere fanden die Vertreter des Energieunternehmens, dass die ISM-Lö-sungen viel einfacher zu bedienen und zu kalibrieren seien als Systeme des Mitbe-werbs, was dazu führte, dass sie sich schließlich für die Systeme von METTLER TOLEDO Thornton für die neuen Entmi-neralisierungs- und Umkehrosmoseanla-gen entschieden.

Reibungsloser Ablauf der ProzesseDie neu installierten Systeme ermöglichen nun eine benutzerfreundliche Bedienung, und die Messgenauigkeit und kontinuier-lichen Messungen der Sensoren sorgen dafür, dass sowohl die Entmineralisierung als auch die Umkehrosmose stets rei-bungslos ablaufen.

Weitere Informationen finden Sie unter:c www.mt.com/pro_power

Verunreinigungen aus dem Wasser entfernen Um den Wirkungsgrad von Dampfturbi-nen und die Qualität des Dampfes und des Kesselspeisewassers zu optimieren, muss die Qualität des Zusatzspeisewassers so hoch wie möglich sein. Da es bei der Ener-giegewinnung zu einem stetigen Verlust von Kreislaufwasser kommt, muss ständig neues Wasser zugeführt werden.

Alle Wasservorkommen enthalten Verun-reinigungen in Form von gelösten Fest-stoffen (Kationen und Anionen), Kollo-iden, Schwebstoffen oder organischen Stoffen. Diese Verunreinigungen müssen entfernt werden, um zu verhindern, dass sie Prozesse und Bestandteile des Kraft-werkskreislaufes gefährden. Die Aufberei-tung von Zusatzspeisewasser beinhaltet fast immer eine Entmineralisierung zur Entfernung von gelösten Verunreinigun-gen.

Entmineralisierung und Umkehr-osmose Bei der Entmineralisierung von Wasser durch Ionenaustausch wandelt stark sau-res Kationenharz in Wasserstoffform die gelösten Salze in ihre entsprechenden Säuren um, und stark basisches Anionen-harz in Hydroxid-Form beseitigt diese Säuren. Die Entmineralisierung erzeugt Wasser in einer ähnlichen Qualität wie nach einer Destillation, ist jedoch für die meisten Arten von Süßwasser kostengüns-tiger.


pHure pH-Sensor

• Unter Druck stehender Gelelektrolyt für längere Le-bensdauer

• Kleinvolumiges Durchflussge-häuse zum besseren Spülen von Korrosionspartikeln durch das Kontrollsystem

• Kalibrierung kann bequem an jedem beliebigen Ort abseits des Prozesses erfolgen

• Plug and Measure sorgt da-für, dass Installation und In-betriebnahme schnell und fehlerfrei ablaufen

Sehen Sie das Video zur Installa-tion des pHure-Sensorsc www.mt.com/pHure-video

UniCond-Leitfähigkeitssensor

• Extrem weiter Einsatzbereich

• 33 % höhere Genauigkeit im Vergleich zu analogen Senso-ren

• Kalibrierung während des Einsatzes möglich

• Keine Signalverschlechterung bei langen Kabeln

Sehen Sie das Video zur Ein-richtung des UniCond-Sensorsc www.mt.com/UniCond-video

M800 Multiparameter-Mehr-kanal-Transmitter

• Mehrkanalfunktionalität senkt die Kosten pro Messpunkt

• Farb-Touchscreen und intuitiv zu bedienende Menüstruktur zur einfachen Anwendung des iMonitor-Sensordiagno-seprogramms

• iMonitor-Sensordiagnosepro-gramm

• Anzeige des Sensorfunktions-status in Ampelfarben

Erfahren Sie mehr über den M800c www.mt.com/M800


FAQ

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en Inline-MessungHäufig gestellte FragenErfolgreiche Inline-Messungen hängen von korrekten Installations- und

Betriebstechniken sowie optimierter Messtechnik ab. Nachstehend wer-

den einige allgemeine Fragen und Empfehlungen zur Optimierung sol-

cher Messungen behandelt.

Müssen Kraftwerkschemie- Proben vor dem Einlauf in die Sensoren gefiltert werden?Die Probenfilterung vor dem Einlauf in die Sensoren kann die Akkumulation von Korrosionsprodukten in den Sensoren ver-hindern und den Reinigungsbedarf redu-zieren. Der Filter muss jedoch regelmäßig gewechselt werden, da anderenfalls feins-te Teilchen die Oberfläche auf dem Filter zusetzen können, was die Ansprechzeit stark verringert, während Reinwasserpro-ben durch die Akkumulation strömen.

Sensoren und Durchflussgehäuse von METTLER TOLEDO Thornton sind darauf ausgelegt, hohe Durchflussgeschwindig-keiten zu erzeugen, bei denen sämtliche Partikel ohne Akkumulation durch das System befördert werden. Dadurch wird eine erforderliche Reinigung sogar ohne Filter größtenteils vermieden. Eine Aus-nahme bringt der 2300Na-Natrium Ana-lyzer, welcher einen internen Probenfilter hat, der eine mögliche Aufnahme durch kleine Magnetventile verhindert. Wenn während der Erstinbetriebnahme große Mengen an Korrosionsprodukten und Fremdkörpern in den Probenleitungen auftreten, empfiehlt sich die Umgehung der Probenleitung mit einem Bypass.

Ist die Temperaturkompensation bei Kraftwerkschemie-Messungen entscheidend, wenn eine gute Probenkühlung vorhanden ist?Ein gutes Probenkühlsystem kann die

Probentemperatur sehr nahe an die Stan-dardtemperatur von 25 °C bringen. Aller-dings können die Schläuche, Ventile, Durchflussmesser und möglicherweise eine Kationenaustauschersäule nach dem Kühler bewirken, dass die Probe durch die Umgebungstemperatur im Bereich der Probenleitung deutlich beeinflusst wird. Daher ist eine möglichst genaue Tempe-raturkompensation sehr wichtig. Geräte von METTLER TOLEDO Thornton verfü-gen im Vergleich zu anderen über eine besonders genaue Temperaturkompensa-tion für die Kationenleitfähigkeit.

Welches ist die optimale Zellkon-stante für Leitfähigkeits- messungen in Reinstwasser?Die Zellkonstante für die Leitfähigkeit wird durch die mechanische Auslegung der Elektroden bestimmt. Sie ergibt sich aus dem Abstand zwischen den Elektroden dividiert durch die effektive Querschnitts-fläche der zwischen ihnen befindlichen Flüssigkeit in cm-1.

Niedrige Zellkonstanten (dicht beieinan-derliegende Elektroden) werden üblicher-weise für Messungen in Proben mit gerin-ger Leitfähigkeit eingesetzt. Der Messkreis muss dementsprechend angepasst sein. Wenn der Abstand jedoch zu gering ist, neigt der Sensor zur Akkumulation von Feinpartikeln z.B. aus dem Ionenaus-tauschharz oder Korrosionsprodukten. Diese können den Sensor kurzschließen bzw. zu hohe Leitfähigkeitsmesswerte ver-

Welche Probendurchflussrate ist für pH- und Leitfähigkeits-Senso-ren in Reinstwasser erforderlich?Die Messungen dieser Parameter sind an sich nicht durchflussabhängig. Allerdings kann die Durchflussrate die Probenverun-reinigung beeinflussen und somit die Messung verändern.

In hochreinen Proben kann durch Lecks Kohlendioxid aus der Luft in die Probe gelangen. Es bildet sich Kohlensäure, die die Leitfähigkeit erhöht und den pH-Wert absenkt. Durch Probenschläuche aus Po-lymer kann ebenfalls Luft in die Probe gelangen, was den gleichen Effekt hervor-ruft. Höhere Probendurchflussraten ver-dünnen möglicherweise vorhandene Luft und ergeben wesentlich vertrauenswürdi-gere Ergebnisse. Geringe Durchflussraten können auch dazu führen, dass die Probe Verunreinigungen im Spurenbereich von den Leitungswänden löst und es dadurch zu höheren Messwerten für Leitfähigkeit kommt.

Die pH-Messung von Proben mit geringer Leitfähigkeit kann gegenüber statischen Aufladungen anfällig sein, die sich auf-grund zu hoher Durchflussraten um die Probe aufbauen. Um dies zu verhindern, sind die Spezifikationen hinsichtlich der Durchflussrate für pH-Sensoren zu beach-ten.


ursachen. Der Sensor muss dann häufiger gereinigt oder ausgetauscht werden.

Die Leitfähigkeitsmesskreise von METTLER TOLEDO Thornton sind darauf ausgelegt, hochpräzise Messungen mit einer Zellkonstante von 0,1 cm-1 zu liefern. Durch den vergleichsweise großen Ab-stand zwischen den Elektroden werden keine Partikel akkumuliert. Andere Mess-geräte erfordern eine Zellkonstante von 0,01 cm-1 mit sehr nahe beieinanderlie-gender Elektrode und neigen dazu, Parti-kel zu akkumulieren.

Wo ist eine Redoxpotentialmes-sung angezeigt?Das Oxidations- / Reduktionspotential ist ein unspezifisches Maß für alle oxidieren-den bzw. reduzierenden Stoffe in einer Probe. Oxidationsmittel sind z.B. Chlor, Sauerstoff, Peroxid usw. Reduktionsmit-teln sind z.B. Bisulfit, Hydrazin und redu-zierende Amine. Der Redox-Wert wird in Speisewasser-Dechlorierungsstufen ver-wendet, um den leichten Bisulfitüber-schuss und das Nichtvorhandensein von Chlor zu überwachen. Er stellt damit einen sehr empfindlichen Messparameter für den Durchbruch von Spuren von Chlor dar, die die Umkehrosmosemembranen oder das Ionenaustauschharz beschädi-gen würden.

Der Redox-Wert dient auch zur Überwa-chung der Kraftwerkschemie mit alkali-scher Fahrweise (AVT). Damit lassen sich

die reduzierenden Bedingungen überwa-chen, wenn Hydrazin oder reduzierende Amine eingesetzt werden, um die Konzen-tration des gelösten Sauerstoffs zu mini-mieren. Er dient auch als Warnung vor zu stark reduzierenden Bedingungen, die zu gefährlicher durchflussbedingter Korrosi-on führen könnten.

Was verursacht hohe, durch-flussabhängige Messwerte für gelösten Sauerstoff?Proben mit gelöstem Sauerstoff im ppb- Bereich sind für Spurenlecks in die Pro-benleitung sehr anfällig. Obwohl eine Leitung unter Druck steht, kann ein etwas loser Druckanschlussstutzen, eine Dich-tung am Rotameter oder einem Ventil dazu führen, dass Luft durch einen dün-nen Wasserfilm eindiffundiert und den Gehalt an gelöstem Sauerstoff in der Pro-be im ppb-Bereich erhöht. Die Messwerte werden dann durchflussabhängig, da eine höhere Durchflussrate das über das Leck eindringende Gase verdünnt, was den Messwert absenkt. Es ist daher sicherzu-stellen, dass alle Anschlüsse absolut luft-dicht sind.

Lässt sich die Leitfähigkeit tatsächlich aus dem pH-Wert berechnen?Der pH-Wert der mit Ammoniak, Aminen oder alkalisch behandelten Proben aus der Kraftwerkschemie kann durch Mes-sungen der spezifischen und kationischen Leitfähigkeit sehr genau berechnet wer-

den. Die spezifische Leitfähigkeit ist durch das extrem leitfähige Hydroxid-Ion beein-flusst, das mit alkalischen Stoffen, Ammo-niak und/oder Aminen auftritt. Die katio-nische Leitfähigkeit ist ein Maß für Verun-reinigungen im Spurenbereich einer Probe. Da Leitfähigkeit und Konzentration nahezu linear zueinander sind, ergibt sich eine sehr hohe Messauflösung. Dagegen ist der pH-Wert ein logarithmischer Wert der Konzentration mit eher geringerer Auf-lösung.

Außerdem weist das Diaphragma einer pH-Elektrode eine Messunsicherheit von mindestens ± 0,1 pH auf wenn eine nied-rige Leitfähigkeit gemessen wird. Aus die-sem Grund ist der berechnete pH-Wert bei Kraftwerkschemie- Proben in der Regel genauer, jedenfalls solange der pH-Wert über 7,5 liegt und die spezifische Leitfä-higkeit mindestens das 4-fache der katio-nischen Leitfähigkeit beträgt. Sinkt der pH unter 7,5 wird im Falle einer Störung den-noch eine Messung mittels pH-Elektrode als Backup empfohlen.

Informieren Sie sich, wie die Systeme von Thornton Ihre Inline-Messungen verbes-sern können unter:c www.mt.com/pro_power


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ff Vertrauen Sie Reinstwassersystemenmit einem optischen Sensor für gelösten Sauerstoff

In der Kraftwerkschemieüberwachung und Generatoren-Ständerkühlung ist die Bekämpfung

von Korrosion ein entscheidender Faktor. Der optische Reinwassersensor für gelösten Sau-

erstoff mit Intelligent Sensor Management (ISM®)-Technologie liefert schnelle Ansprech-

zeiten, höchste Genauigkeit und eine verbesserte Stabilität bei anspruchsvollen Anwendun-

gen auch im unteren ppb-Bereich.

niedrigen Nachweisgrenze und mini-maler Drift.

Das systemeigene OptoCap-Senso-relement von METTLER TOLEDO bie-tet eine sehr genaue Sauerstoffbe-stimmung und leichte Wartung ohne Verwendung von Elektrolyten. Zu-dem entfällt beim OptoCap der Pola-risationsbedarf, was dazu führt, dass das Messsystem sofort verfüg-bar ist und die Stillstandzeiten verrin-gert werden.

ISM vereinfacht den Sensorbetrieb

und bietet Diagnosefunktionen, mit denen die Sensorwartung bereits im Vorfeld angekündigt wird. So können Korrekturmaßnahmen ergriffen wer-den, bevor Messungen beeinträch-tigt werden. Dank optischer Mess-technik in Kombination mit ISM kann der optische Reinwassersensor für gelösten Sauerstoff wesentlich zur Verbesserung der Sauerstoffüberwa-chung beitragen.

Weitere Informationen finden Sie un-ter:c www.mt.com/opticalDO

In der Vergangenheit wurden Mes-sungen von gelöstem Sauerstoff in der Regel mit amperometrischen Sensoren durchgeführt. Diese Mes-sungen bieten zwar präzise Ergeb-nisse, reagieren jedoch oft nur lang-sam auf Veränderungen des gelösten Sauerstoffs und erfordern regelmä-ßige zeitaufwändige Wartungsarbei-ten.

Der optische Reinwassersensor für gelösten Sauerstoff bietet herausra-gende Messleistungen mit schnellst-möglichen Ansprechzeiten, einer

Ihr Nutzen

Kurze Ansprechzeit Die firmeneigene optische Sensortech-nologie für gelösten Sauerstoff von METTLER TOLEDO bietet schnellstmögli-che Ansprechzeiten. Sie können sich somit auf den störungsfreien Betrieb Ih-rer Reinstwassersysteme und -anlagen verlassen.

Wartungsarm Es ist kein Elektrolyt bzw. keine Polarisati-on erforderlich: regelmäßige und zeitaufwändige Servicearbeiten sind nicht notwendig.

Intelligent Sensor ManagementISM bietet eine einfache Sensorhand- habung und vorausschauende Diagnosefunktionen für eine planbare Wartung.


Optischer Reinwassersensor für gelösten Sauerstoff

www.mt.com/pro

Optischer Reinwassersensor für gelösten SauerstoffKompetenzzentrum Kraftwerk

Thornton arbeitet kontinuierlich an der Produktion immer besserer Geräte für die Erfassung von Verunreinigungen in Wassersystemen von Kraftwerken. Die Onlineplattform hält Sie über die neuesten Entwicklungen im Bereich Überwa-chung und Messung von Reinwassersystemen für Dampfer-zeugung und Kraftwerksanwendungen auf dem Laufenden.

Lesen Sie mehr über aktuelle …• Produktinformationen• Applikation Notes• White Paper• Broschüren

… unter:c www.mt.com/pro_power

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